STM32 定時器輸入捕獲功能筆記

一、什么是輸入捕獲（Input Capture）

輸入捕獲是利用定時器的輸入通道，在檢測到信號電平變化（如上升沿或下降沿）時，立即將當前計數器的值捕獲并保存到捕獲寄存器（CCR）中。這一過程由硬件完成，不會受程序運行延遲影響，可用于精確測量信號的時間特性。

典型應用場景：測量脈沖寬度、頻率、信號周期等。

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二、輸入捕獲的基本原理

• STM32 的通用定時器和高級定時器都支持輸入捕獲功能。

• 每個輸入通道（TIx）都對應一個捕獲寄存器 CCRx。

• 捕獲過程：
  TIx → 濾波器 → 邊沿檢測 → 捕獲事件 → CCRx記錄當前CNT值

當配置為上升沿捕獲時：
→ 信號從低跳高時，CCRx 記錄當前定時器 CNT 的值。
當配置為下降沿捕獲時：
→ 信號從高跳低時，CCRx 同樣記錄 CNT 值。

📌 一個通道只能設置為上升沿或下降沿捕獲，不能同時捕獲兩個。

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三、直接模式與間接模式（重點）

輸入捕獲支持 直接模式 和 間接模式，用于靈活地測量信號寬度或周期。

模式	捕獲通道	檢測通道	用途舉例
直接模式	CCR1 記錄 TI1FP1 的邊沿	用于周期或頻率測量
間接模式	CCR1 記錄 TI2FP1 的邊沿	用于測量高/低電平寬度（PWM輸入）

?? TI1/TI2 是一對可互相借用輸入的通道，TI3/TI4 亦同理。
例如 CCR1 可以捕獲 TI2（間接模式）輸入的邊沿，而不是 TI1。

示例說明：

• PWM輸入測量：

  • CCR1 配置為捕獲上升沿（周期起點）

  • CCR2 配置為捕獲下降沿（占空比終點）

  • 得到的兩次捕獲值之差即可算出高電平持續時間或周期

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四、通道映射說明

TI1  --> TI1FP1 → 捕獲寄存器1（CCR1）
TI2  --> TI2FP2 → 捕獲寄存器2（CCR2）
TI1  --> TI1FP2 → 捕獲寄存器2（間接模式）
TI2  --> TI2FP1 → 捕獲寄存器1（間接模式）TI3、TI4同理，支持直接與間接映射

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五、CubeMX 設置步驟（以 TIM2 CH1 CH2 為例）

1.選擇定時器 TIM2

2.選擇 Channel 1 → Input Capture Direct Mode（上升沿）

3.選擇 Channel 2 → Input Capture Indirect Mode（下降沿）

4.設置輸入極性（上升沿/下降沿）

5.設置采樣頻率與濾波器（一般默認即可）

6.勾選 TIM2 global interrupt

7.生成代碼并編輯中斷回調函數

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六、HAL庫相關函數與代碼示例

1. 啟動捕獲：

HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_1); // 啟動通道1輸入捕獲（中斷方式）
HAL_TIM_IC_Start_IT(&htim2, TIM_CHANNEL_2); // 啟動通道2輸入捕獲

2. 中斷回調處理：

uint32_t capture1 = 0, capture2 = 0, pulse_width = 0;void HAL_TIM_IC_CaptureCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_1){capture1 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_1); // 上升沿時間}else if(htim->Channel == HAL_TIM_ACTIVE_CHANNEL_2){capture2 = HAL_TIM_ReadCapturedValue(htim, TIM_CHANNEL_2); // 下降沿時間if(capture2 > capture1)pulse_width = capture2 - capture1;elsepulse_width = (0xFFFF - capture1 + capture2); // 溢出處理}
}
1;elsepulse_width = (0xFFFF - capture1 + capture2); // 溢出處理}
}